本发明专利技术属于密封技术相关技术领域，并公开了一种高压大尺度间隙动密封性能测试装置及系统。该装置包括缸体、第一柱塞杆、第二柱塞杆和活塞杆，其中：第一柱塞杆的末端和缸体之间形成第一腔室，第二柱塞杆的末端与缸体之间形成第二腔室，该第一和第二腔室中设置有高压液体，且两个腔室连通；在驱动装置的驱动下活塞杆带动第一柱塞杆和第二柱塞杆左右往复运动，第一柱塞杆和第二柱塞杆外均设置有柱塞套，该柱塞套上设置有泄漏口，当第一柱塞杆和第二柱塞杆进行往复运动时，第一腔室和第二腔室中的高压液体从泄漏口泄漏，测量该泄漏的高压液体，即实现密封性能的测试。通过本发明专利技术，实现低功率和低成本模拟柱塞泵液体泄漏量的测量。功率和低成本模拟柱塞泵液体泄漏量的测量。功率和低成本模拟柱塞泵液体泄漏量的测量。
【技术实现步骤摘要】
一种高压大尺度间隙动密封性能测试装置及系统
[0001]本专利技术属于密封技术相关
，更具体地，涉及一种高压大尺度间隙动密封性能测试装置及系统。
技术介绍
[0002]近年来，随着科学技术的发展，在密封领域，间隙密封得到人们越来越广泛的研究。间隙密封是一种周向缝隙密封和轴向端面密封相结合的非接触型密封，依靠相对运动件之间的微小间隙起抑制泄漏和密封作用，是最简单的密封形式，其密封的性能取决于间隙大小、密封长度、零件表面质量、压力差、流体粘度等因素。
[0003]目前，高压大流量往复式柱塞泵大多采用橡胶或者工程塑料等制成的软密封材料，对于接触式密封来说，由于柱塞和密封件之间紧密贴合，会产生巨大的摩擦力，导致密封件发热严重及损坏，需要经常替换。随着柱塞泵的高压化和大尺度化，摩擦副的pv值极易超越软密封填料的能力极限，导致其密封寿命不高。国际上矿用高压大流量往复式柱塞泵密封件的寿命普遍只有1～3个月，国产的部分密封件寿命甚至只有3～10天。与传统的接触式密封相比，间隙密封具有摩擦系数低、发热量小、寿命长等优点，这使其在高速动密封领域具有突出优势。间隙密封在小尺度的柱塞泵中应用广泛，对于大尺寸柱塞来说，柱塞副泄漏量大、柱塞配对副造价昂贵等缺点成为制约间隙密封大流量化与高压化的主要因素，因此需要对大尺度间隙动密封的流动特性和泄漏机理进行研究。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种高压大尺度间隙动密封性能测试装置及系统，通过采用左右连通的第一腔室和第二腔室，以此抵消活塞在水平方向收到的高压液体的压力，然后通过液压驱动装置驱动活塞运动，一方面模拟了往复式径向柱塞泵的往复运动，另一方面也实现活塞的低功率驱动，进而实现液体泄漏量的测量。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种高压大尺度间隙动密封性能测试装置，该装置包括缸体、第一柱塞杆、第二柱塞杆和活塞杆，其中：
[0006]所述第一柱塞杆和第二柱塞杆对称分布在所述活塞杆的两侧，所述左柱塞杆和右柱塞杆对称设置在所述活塞杆的两侧，所述第一柱塞杆的末端和所述缸体之间形成第一腔室，所述第二柱塞杆的末端与所述缸体之间形成第二腔室，该第一腔室和第二腔室中设置有高压液体，且该第一腔室和第二腔室通过流通管道连通；
[0007]所述活塞杆与所述第一柱塞杆和第二柱塞杆连接，在驱动装置的驱动下所述活塞杆带动第一柱塞杆和第二柱塞杆左右往复运动，所述第一柱塞杆和第二柱塞杆外均设置有柱塞套与锁紧柱塞套，该锁紧柱塞套上设置有泄漏口，当所述第一柱塞杆和第二柱塞杆进行往复运动时，所述第一腔室和第二腔室中的高压液体通过柱塞杆与柱塞套缝隙流入所述泄漏口，测量从该泄漏口泄漏的高压液体的量，即实现密封性能的测试。
[0008]进一步优选地，所述第一柱塞杆、活塞杆、第二柱塞杆、第一腔室和第二腔室的中
轴线在同一条水平线上，使得所述第一腔室中的高压液体对所述第一柱塞杆施加的力等于所述第二腔室中的高压液体对所述第二柱塞杆施加的力。
[0009]进一步优选地，所述第一柱塞杆和第二柱塞杆上设置有位移传感器，用于测量第一柱塞杆和第二柱塞杆的实际往返位移，以此模拟往复式径向柱塞泵的实际运动行程。
[0010]进一步优选地，所述泄漏口中泄漏的高压液体采用流量计测量。
[0011]进一步优选地，所述泄漏口的前端还设置有特康斯特封，用于阻挡高压液体，使其回流至所述泄漏口中。
[0012]进一步优选地，所述高压液体中的压强范围为：≥40MPa，所述柱塞的直径≥80mm。
[0013]进一步优选地，该系统还包括液压驱动装置和水压驱动装置，所述液压驱动装置用于驱动所述活塞杆左右往复运动，所述水压驱动装置为所述第一腔室和第二腔室中提供高压液体，补偿泄漏的高压液体。
[0014]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
[0015]1、本专利技术用于测试高压高速往复式大柱塞间隙密封性能的装置，通过两对处于同一轴线、并相互对称的柱塞，以及两个可相互沟通的柱塞腔，液体对柱塞产生的液压力可由轴线抵掉，高压流体作用下的柱塞往复动作时需要克服巨大的液压力，需要庞大的功率来驱动，本专利技术柱塞往复只需要克服自身的惯性力和摩擦力即可动作，不需要克服液压力，因此可以实现低功率驱动；
[0016]2、本专利技术使用与柱塞同轴的液压缸驱动柱塞往复，与传统的曲柄连杆机构相比，本专利技术不产生侧向力，柱塞两侧液压力几乎完全消除，最大幅度地减少驱动的功率，通过使用比例伺服阀以及变频电机可控制伺服缸的流量与压力，借此对液压杆的往复频率和运动幅度进行精确控制，也可实现多工况下往复式径向柱塞泵的模拟运行；
[0017]3、本专利技术通过大通径的通流管路与左右缸体连通形成流体区域，此流体区域不仅用于补偿因柱塞往复导致的压力波动，而且可以平衡左右缸体的流体压力；
[0018]4、本专利技术通过使用比例伺服阀及位移传感器可以精确控制活塞杆的位移和速度，借此驱动柱塞往复运动，并通过对柱塞往复速度，行程、密封压力、密封间隙的大小、密封接触长度等参数的调节，多工况模拟大流量柱塞泵运行，流量计用于测试不同密封长度下对应的泄漏量，准确评估柱塞的动密封性能。
附图说明
[0019]图1是按照本专利技术的优选实施例所构建的密封性能测试装置的结构原理图；
[0020]图2是按照本专利技术的优选实施例所构建的流量测试装置整体结构剖视图；
[0021]图3是按照本专利技术的优选实施例所构建的第一柱塞杆的柱塞副结构示意图。
[0022]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0023]A-水压系统，B-液压系统，C-流量测试装置，1-缸体，2-柱塞套，3-第一柱塞杆，32-泄漏口，33-特康斯特封，34-防尘圈，35-锁紧柱塞套，36-柱塞保护头，4-液压缸，5-活塞杆，6-第二柱塞杆，7-第二腔室，8-位移传感器，9-第一腔室，10-双头螺柱，11-通流管路，12-流体区域，13-流量计。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]如图1是按照本专利技术的优选实施例所构建的密封性能测试系统原理图，测试系统包括一套水压系统A、一套液压系统B、一套流量测试装置C、两个缸体1、两个位移传感器8、两个柱塞套2、第一柱塞杆3和第二柱塞杆6、两个流量计13等。
[0026]下面结合图1与图2和实例对于密封性能测试系统工作原理进一步进行描述。本专利技术的液压回路包含水回路与油回路，图1中水压系统A包括水箱、电机、水泵、溢流阀、单向阀、蓄能器等，由水回路内各部件组成的水压系统为流量测试装置C提供高压液体，用于补偿高压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高压大尺度间隙动密封性能测试装置，其特征在于，该装置包括缸体(1)、第一柱塞杆(3)、第二柱塞杆(6)和活塞杆(5)，其中：所述第一柱塞杆(3)和第二柱塞杆(6)对称分布在所述活塞杆(5)的两侧，所述第一柱塞杆(3)的末端和所述缸体(1)之间形成第一腔室(9)，所述第二柱塞杆(6)的末端与所述缸体(1)之间形成第二腔室(7)，该第一腔室和第二腔室中设置有高压液体，且该第一腔室(9)和第二腔室(7)通过流通管道(11)连通；所述活塞杆(5)与所述第一柱塞杆(3)和第二柱塞杆(6)连接，在驱动装置的驱动下所述活塞杆带动第一柱塞杆和第二柱塞杆左右往复运动，所述第一柱塞杆和第二柱塞杆外均设置有柱塞套(2)与锁紧柱塞套(35)，该锁紧柱塞套上设置有泄漏口(32)，当所述第一柱塞杆和第二柱塞杆进行往复运动时，所述第一腔室和第二腔室中的高压液体通过柱塞杆与柱塞套缝隙流入所述泄漏口，测量从该泄漏口泄漏的高压液体的量，即实现密封性能的测试。2.如权利要求1所述的一种高压大尺度间隙动密封性能测试装置，其特征在于，所述第一柱塞杆(3)、活塞杆(5)、第二柱塞杆(6)、第一腔室(9)和第二腔室(7)的中轴线在同一条水平...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘银水，赵申诞，吴德发，庞浩，邓亦攀，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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